La fabrication additive dans les applications spatiales : EOS soutient Portal Space en tant que catalyseur technologique
7 juillet 2026 | Temps de lecture : 6 min
La fabrication additive (FA) joue un rôle de plus en plus important dans les projets d'ingénierie liés au secteur spatial, en particulier lorsque ceux-ci nécessitent des géométries complexes, une intégration fonctionnelle et un développement itératif. La collaboration entre EOS et Portal Space, qui développe et teste des systèmes de moteurs de fusée en adoptant une approche d'ingénierie axée sur les applications, en est un exemple actuel.
Portal Space est un groupe étudiant norvégien interdisciplinaire qui travaille à la conception, à la fabrication et à la validation de matériel destiné à l'espace. Lorsque l'équipe s'est plongée dans l'univers des concepts de propulsion à propergol liquide, la mise au point d'une chambre de combustion fiable est devenue l'une des tâches les plus cruciales et les plus exigeantes sur le plan technique du projet. Les chambres de combustion fonctionnent sous des contraintes thermiques et mécaniques extrêmes, avec des températures avoisinant le point de fusion du matériau, ce qui rend leur fabrication et leur réutilisation conventionnelles particulièrement difficiles.
Des efforts de développement considérables, incluant notamment une thèse universitaire, ont été consacrés à la conception de la première chambre de combustion de Portal Space. Néanmoins, les chambres ainsi obtenues se sont révélées peu fiables et présentaient de nombreuses imperfections dues au processus de fabrication par soudage manuel, qui avait initialement été accepté pour le projet mais constituait l’une de ses principales incertitudes techniques. Un tournant décisif s’est produit avec l’introduction de la fabrication additive métallique grâce à la collaboration avec EOS. Outre un soutien en matière de conception et de processus, EOS a également fourni à Portal Space un accès gratuit à l’ Additive Minds Academy, y compris à des contenus pédagogiques. Cela a permis d’acquérir des connaissances fondamentales en matière de fusion laser sur lit de poudre et a permis à Portal Space de développer une conception FA pour la première version de son moteur.
En permettant la fabrication d’une chambre de combustion en superalliage à base de nickel Inconel 718, EOS a apporté à la fois FA et ses capacités de production. Outre son soutien à la conception et aux processus, EOS a produit deux chambres de combustion issues de la fabrication additive, ce qui a permis de mettre en place une stratégie de validation plus solide et plus systématique. La première chambre fabriquée par impression 3D a été livrée pour les premiers essais à chaud, suivie d’une deuxième unité intégrant des modifications de conception ciblées basées sur les résultats des essais. Cette approche itérative a permis un processus de validation plus structuré et met en évidence la manière dont la fabrication additive peut faciliter des améliorations rapides de la conception entre les cycles d’essais.
Projet NANSEN
Cette collaboration s'inscrit dans le cadre du projet NANSEN, le programme de développement actuel de Portal Space. La fusée NANSEN constituera la première tentative de lancement de l'organisation ; elle ne transportera donc aucune charge utile. Cette décision a été prise afin d'augmenter les chances de réussite du lancement.
Portal Space développe un moteur-fusée à propergol liquide fonctionnant à l'éthanol et à l'oxygène liquide, avec de l'azote comme gaz de pressurisation. Ce moteur est équipé d'injecteurs à tourbillon, d'une chambre de combustion à refroidissement régénératif et d'une tuyère de Laval. La chambre de combustion a été fabriquée par fabrication additive métallique, en collaboration avec EOS.
Validation dans des conditions réalistes
Une fois la préparation mécanique achevée, la chambre de combustion fabriquée par impression 3D a fait l'objet d'un programme d'essais structuré dans le cadre du système de propulsion global. Les premières activités de validation ont porté sur la caractérisation du comportement de l'écoulement dans les canaux de refroidissement internes de la chambre à l'aide d'essais à base d'eau. Elles ont été suivies d'essais cryogéniques à l'azote liquide afin d'évaluer les performances et le comportement structurel à basse température.
Les conclusions et l'expérience tirées des essais à feu réel réalisés à l'automne 2025 ont servi à optimiser la conception du moteur. Une deuxième version de la configuration finale de lancement a de nouveau été produite chez EOS. Alors que l'équipe entame le dernier trimestre de ce programme de développement de deux ans, le lancement est prévu pour l'été 2026.
FA catalyseur pour les équipements spatiaux complexes
Du point de vue d’EOS, cette collaboration illustre la manière dont FA soutenir l’ingénierie spatiale en permettant l’intégration fonctionnelle, la mise en œuvre de concepts de refroidissement avancés, ainsi qu’un cadre de développement et d’essais itératifs. Les chambres de combustion, avec leurs caractéristiques internes complexes et leurs conditions de fonctionnement extrêmes, constituent un exemple typique de composants pour lesquels les approches de conception FApeuvent apporter une valeur ajoutée tangible.
« Des projets comme celui-ci montrent comment la fabrication additive peut contribuer au développement et aux essais de composants très exigeants destinés aux applications spatiales. La véritable valeur ne réside pas dans la pièce elle-même, mais dans la manière dont les composants fabriqués par impression 3D permettent l’intégration fonctionnelle, la conception itérative et les essais au niveau du système dans des conditions proches de celles de l’application. C’est cette combinaison entre liberté de conception, compréhension du processus et validation au sein du système moteur complet qui fait FA puissant catalyseur pour les équipements spatiaux complexes. »
Michael Wohlfart, chef d’équipe Développement commercial et Académie chez Additive Minds.
Portal Space souligne également que cette collaboration constitue une expérience enrichissante pour la mise FA œuvre FA métallique.
« Tout au long du projet, nous avons acquis une connaissance approfondie de la fabrication additive métallique, et cette collaboration a marqué un tournant décisif pour le projet. Les formations en ligne nous ont fourni une base solide pour discuter de notre première FA avec EOS, tandis que les échanges étroits avec l’équipe d’Additive Minds se sont révélés extrêmement précieux. Cette expérience soutiendra non seulement nos propres développements futurs, mais contribuera également à renforcer les connaissances et les capacités au sein de la communauté spatiale norvégienne. »
Hector Ignacio Pena Apablaza, président de Portal Space.
